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[摘 要]冷轧机乳化液系统的设计和应用技术是冷轧轧制技术的一个重要环节.在对比分析现有冷轧机乳化液系统的组成及存在的主要问题的基础上，对冷轧机乳化液系统的使用提出了建议，
[关键词]冷轧机 乳化液系统 运行 优化 带钢表面质量 理化指标
中圖分类号：TM 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）10-0003-01
前言
乳化液有“轧机的血液”之称，乳化液对冷轧过程的产品表面质量、板形控制、轧辊使用寿命、降低轧制过程力能消耗和改善生产环境有十分重要的作用。随着冷轧向高速化、大压下量方向发展以及产品竞争的加剧，对乳化液系统的要求也越来越高。本文将结合实际应用，以唐钢五连冷轧机为例，就乳化液系统容易产生的问题进行分析，通过对乳化液的稳定性、温度控制、浓度变化及乳化液设备等方面进行改进完善，寻找减少酸轧带钢表面残留物的有效途径，以提高产品质量。
1.乳化液系统介绍
乳化液主要是由97～99%左右的水加1～3%左右的轧制油（其主要成分为矿物油、油性剂、表面活性剂及极压剂、防腐剂、抗氧化剂等添加剂）经强烈搅拌而形成的乳浊液，在轧制过程中起润滑、冷却和清洗作用，一般为循环使用。因此，乳化液的使用性能除与轧制条件有关外，主要取决于轧制油品的性能，所以要选择性能良好的轧制油来配制乳化液，要求乳化液在一定的条件下具有良好的排水析油的功能。由此可知，乳化液的使用性能与冷轧带钢表面清洁度有密切的关系，它直接影响着冷轧产品的表面质量。
一酸轧连轧机乳化液系统存在较多问题，如加热、冷却能力偏低，浮油清除能力差，铁粉清除能力效果不好，箱体间存在窜液现象，乳化液流动性偏低，稳定性较差等，针对这些问题，对乳化液系统进行改造。
1.1 乳化液系统主要作用
从工艺角度出发，乳化液系统的作用主要为：
1） 润滑：冷轧过程中，乳化液中的润滑油吸附在轧辊和带材的表面上形成一层很薄的油膜，为轧制提供必要的润滑。润滑油渗入到轧辊和带材之间接触表面上的凹凸缝隙中把带材与轧辊隔离开，大大降低了接触摩擦力，降低轧辊的疲劳磨损和轧制力能消耗，同时由于油膜的存在，使带材和轧辊产生边界摩擦，对轧制带材起到一定的“抛光”作用，改善轧后带材的表面质量。
2） 冷却：轧制过程中产生的大量热，主要通过乳化液带走，减少轧辊及带材的热变形量，防止带材粘辊和热擦伤，可通过分段冷却手段调节、控制轧辊热凸度，再配合弯辊、横移等调节手段，改善轧后带材的板形质量。
3） 清洗：轧制过程中乳化液对轧辊、机架以及带材进行清洗且减缓表面氧化，可清洗掉铁粉、高温高压下产生的聚合物以及其他杂质，改善轧后带材的表面清洁度。
1.2 乳化液系统工作流程
唐钢五连冷轧机的乳化液系统是可以循环使用的循环系统，。循环式乳化液系统的工作流程图可以用图 1 简单表示，即：在轧制过程中将配制好的乳化液从乳化液箱送入机架，乳化液在高温高压下“破乳”，实现油水分离，其中轧制油吸附在轧辊和带材表面起润滑作用，水则蒸发、流散用以冷却轧辊及带材，流落的乳化液汇聚在收集槽，之后又返回乳化液箱，循环使用。
1.3 乳化液系统主要组成
如图1 所示，乳化液系统中的乳化液为循环使用，系统必须具备循环、过滤、温控等功能以及使用过程中方便的管理维护手段，以此来保证系统良好的润滑冷却效果、稳定的乳化液指标以及良好的产品质量。唐钢五连轧乳化液系统共有五个轧机和三个乳化液箱体构成，其中A箱乳化液供给1轧机、B箱乳化液主要供给234轧机、C箱乳化液主要供给5轧机（也可以根据需要5轧机也有B箱乳化液供给）。
2.容易出现的问题及影响分析
以上描述了相对完整的乳化液系统，然而乳化液的应用、维护对轧制工艺影响的研究是一个跨学科的边缘科研课题，对于冷轧乳化液的评价、选择、维护以及润滑系统的优化涉及到多个学科领域，其中包括：有机化学、摩擦学、金属力学、热力学、生物学、流体力学等[3]。鉴于分析的复杂和多元性，本文主要以产品质量缺陷、乳化液设备自身问题以及生产中的使用维护为出发点，仅就乳化液系统导致经常出现的问题进行讨论分析。
3.改进优化
3.1 乳化液系统的改进、调整优化
1） 合理选用真空过滤机公称流量，保证足够的过滤机流通能力，防止一部分待过滤乳化液从过滤机溢流管直接回到乳化液箱影响过滤效率，同时可以通过选用高过滤精度的过滤无纺布，提高乳化液的过滤精度，必要时还可以在系统中增设二次精细过滤设备（如反冲洗过滤器）。
2） 对乳化液箱内隔板进行调整，使撇油器周围乳化液液面相对波动较小，同时在控制上对搅拌器和撇油器工作时区进行优化，尽量做到搅拌完成且静置一段时间后撇油器参加工作，减少干扰，改善撇油效果。
3） 在乳化液箱内增加吹气搅拌装置或者合理增加布置机械搅拌器数量，以消除乳化液搅拌“盲区”，加强搅拌效果；选用多点支撑结构机械搅拌器，降低搅拌器损坏机率，保证系统正常运行。
4） 在乳化液箱回液口设置减速挡板，减小回液冲击；在箱内合理设置隔板，使回液先通过磁过滤机再进入乳化液箱；加大磁过滤机刮板处的存污槽宽度及排污槽坡度，并在结构上考虑方便人工清污，以充分发挥磁过滤机的过滤能力，控制乳化液中铁粉含量，保证轧后带材的表面清洁度。
5） 为了减小管网振动损坏，将橡胶挠性接头更换为金属软连接管，将供液方向切换气动橡胶密封蝶阀更换为金属硬密封型式蝶阀，同时对供液方向切换以及旁路循环阀门开关进行延时控制，做到供液方式转换瞬间相应阀门之间有重叠开启时间，减小系统管网的冲击振动，减少泄漏和元器件损坏，保证系统正常工作。
6） 防止供油泵吸入外界杂物损坏，影响正常生产，在乳化液箱回液口处增设类似于“提篮”的粗过滤装置，可以定期取出清理。
4.实际应用
实际使用表明，通过系统设备和工艺控制过程的改进优化，以及严格合理的管理维护体制，乳化液系统运行平稳可靠，系统功能大大增强，机组轧制压力均稳定在正常范围，轧制速度均达到设计要求，产品的表面质量、轧辊及乳化液消耗均达到较高的水平。轧后反射率明显提高，板面残油、残铁减少。目前轧后反射率稳定在70%左右。乳化液各项指标控制良好，轧制油消耗明显降低。提高了轧后产品及最终产品的板面质量，用户满意度增加。提高了润滑效果，轧辊的磨损大为减少，辊耗有所降低。提高了唐钢冷轧厂的产品形象，同时也为公司和冷轧厂创造了巨大的经济效益。
5.结束语
冷轧产品具有非常广阔的使用范围，随着国内冷轧技术的快速发展，国产冷轧产品尤其是高端产品（如汽车板、极薄板等）在市场中的份额会越来越多，要保证高质量冷轧带材的稳定生产，对乳化液系统设备的完善、优化以及建立合理的乳化液选用、使用、维护体系是十分重要的途径；由于全球资源紧缺、环境破坏严重，乳化液系统在满足产品质量的同时，还要考虑做到节能环保，这就需要对润滑剂及润滑工艺作进一步的深入研究。总之，冷轧乳化液技术的进步和完善将是冷轧生产过程中一个永恒的“课题”。
参考文献
[1] 侯元新，轧制乳化液的分析与研究2008-2008年全国轧钢生产技术会议
[2] 黄彦峰，范文斌，孙立峰，乳化液性能指标对冷轧效果的影响《一重技术》 -2014年6期
[关键词]冷轧机 乳化液系统 运行 优化 带钢表面质量 理化指标
中圖分类号：TM 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）10-0003-01
前言
乳化液有“轧机的血液”之称，乳化液对冷轧过程的产品表面质量、板形控制、轧辊使用寿命、降低轧制过程力能消耗和改善生产环境有十分重要的作用。随着冷轧向高速化、大压下量方向发展以及产品竞争的加剧，对乳化液系统的要求也越来越高。本文将结合实际应用，以唐钢五连冷轧机为例，就乳化液系统容易产生的问题进行分析，通过对乳化液的稳定性、温度控制、浓度变化及乳化液设备等方面进行改进完善，寻找减少酸轧带钢表面残留物的有效途径，以提高产品质量。
1.乳化液系统介绍
乳化液主要是由97～99%左右的水加1～3%左右的轧制油（其主要成分为矿物油、油性剂、表面活性剂及极压剂、防腐剂、抗氧化剂等添加剂）经强烈搅拌而形成的乳浊液，在轧制过程中起润滑、冷却和清洗作用，一般为循环使用。因此，乳化液的使用性能除与轧制条件有关外，主要取决于轧制油品的性能，所以要选择性能良好的轧制油来配制乳化液，要求乳化液在一定的条件下具有良好的排水析油的功能。由此可知，乳化液的使用性能与冷轧带钢表面清洁度有密切的关系，它直接影响着冷轧产品的表面质量。
一酸轧连轧机乳化液系统存在较多问题，如加热、冷却能力偏低，浮油清除能力差，铁粉清除能力效果不好，箱体间存在窜液现象，乳化液流动性偏低，稳定性较差等，针对这些问题，对乳化液系统进行改造。
1.1 乳化液系统主要作用
从工艺角度出发，乳化液系统的作用主要为：
1） 润滑：冷轧过程中，乳化液中的润滑油吸附在轧辊和带材的表面上形成一层很薄的油膜，为轧制提供必要的润滑。润滑油渗入到轧辊和带材之间接触表面上的凹凸缝隙中把带材与轧辊隔离开，大大降低了接触摩擦力，降低轧辊的疲劳磨损和轧制力能消耗，同时由于油膜的存在，使带材和轧辊产生边界摩擦，对轧制带材起到一定的“抛光”作用，改善轧后带材的表面质量。
2） 冷却：轧制过程中产生的大量热，主要通过乳化液带走，减少轧辊及带材的热变形量，防止带材粘辊和热擦伤，可通过分段冷却手段调节、控制轧辊热凸度，再配合弯辊、横移等调节手段，改善轧后带材的板形质量。
3） 清洗：轧制过程中乳化液对轧辊、机架以及带材进行清洗且减缓表面氧化，可清洗掉铁粉、高温高压下产生的聚合物以及其他杂质，改善轧后带材的表面清洁度。
1.2 乳化液系统工作流程
唐钢五连冷轧机的乳化液系统是可以循环使用的循环系统，。循环式乳化液系统的工作流程图可以用图 1 简单表示，即：在轧制过程中将配制好的乳化液从乳化液箱送入机架，乳化液在高温高压下“破乳”，实现油水分离，其中轧制油吸附在轧辊和带材表面起润滑作用，水则蒸发、流散用以冷却轧辊及带材，流落的乳化液汇聚在收集槽，之后又返回乳化液箱，循环使用。
1.3 乳化液系统主要组成
如图1 所示，乳化液系统中的乳化液为循环使用，系统必须具备循环、过滤、温控等功能以及使用过程中方便的管理维护手段，以此来保证系统良好的润滑冷却效果、稳定的乳化液指标以及良好的产品质量。唐钢五连轧乳化液系统共有五个轧机和三个乳化液箱体构成，其中A箱乳化液供给1轧机、B箱乳化液主要供给234轧机、C箱乳化液主要供给5轧机（也可以根据需要5轧机也有B箱乳化液供给）。
2.容易出现的问题及影响分析
以上描述了相对完整的乳化液系统，然而乳化液的应用、维护对轧制工艺影响的研究是一个跨学科的边缘科研课题，对于冷轧乳化液的评价、选择、维护以及润滑系统的优化涉及到多个学科领域，其中包括：有机化学、摩擦学、金属力学、热力学、生物学、流体力学等[3]。鉴于分析的复杂和多元性，本文主要以产品质量缺陷、乳化液设备自身问题以及生产中的使用维护为出发点，仅就乳化液系统导致经常出现的问题进行讨论分析。
3.改进优化
3.1 乳化液系统的改进、调整优化
1） 合理选用真空过滤机公称流量，保证足够的过滤机流通能力，防止一部分待过滤乳化液从过滤机溢流管直接回到乳化液箱影响过滤效率，同时可以通过选用高过滤精度的过滤无纺布，提高乳化液的过滤精度，必要时还可以在系统中增设二次精细过滤设备（如反冲洗过滤器）。
2） 对乳化液箱内隔板进行调整，使撇油器周围乳化液液面相对波动较小，同时在控制上对搅拌器和撇油器工作时区进行优化，尽量做到搅拌完成且静置一段时间后撇油器参加工作，减少干扰，改善撇油效果。
3） 在乳化液箱内增加吹气搅拌装置或者合理增加布置机械搅拌器数量，以消除乳化液搅拌“盲区”，加强搅拌效果；选用多点支撑结构机械搅拌器，降低搅拌器损坏机率，保证系统正常运行。
4） 在乳化液箱回液口设置减速挡板，减小回液冲击；在箱内合理设置隔板，使回液先通过磁过滤机再进入乳化液箱；加大磁过滤机刮板处的存污槽宽度及排污槽坡度，并在结构上考虑方便人工清污，以充分发挥磁过滤机的过滤能力，控制乳化液中铁粉含量，保证轧后带材的表面清洁度。
5） 为了减小管网振动损坏，将橡胶挠性接头更换为金属软连接管，将供液方向切换气动橡胶密封蝶阀更换为金属硬密封型式蝶阀，同时对供液方向切换以及旁路循环阀门开关进行延时控制，做到供液方式转换瞬间相应阀门之间有重叠开启时间，减小系统管网的冲击振动，减少泄漏和元器件损坏，保证系统正常工作。
6） 防止供油泵吸入外界杂物损坏，影响正常生产，在乳化液箱回液口处增设类似于“提篮”的粗过滤装置，可以定期取出清理。
4.实际应用
实际使用表明，通过系统设备和工艺控制过程的改进优化，以及严格合理的管理维护体制，乳化液系统运行平稳可靠，系统功能大大增强，机组轧制压力均稳定在正常范围，轧制速度均达到设计要求，产品的表面质量、轧辊及乳化液消耗均达到较高的水平。轧后反射率明显提高，板面残油、残铁减少。目前轧后反射率稳定在70%左右。乳化液各项指标控制良好，轧制油消耗明显降低。提高了轧后产品及最终产品的板面质量，用户满意度增加。提高了润滑效果，轧辊的磨损大为减少，辊耗有所降低。提高了唐钢冷轧厂的产品形象，同时也为公司和冷轧厂创造了巨大的经济效益。
5.结束语
冷轧产品具有非常广阔的使用范围，随着国内冷轧技术的快速发展，国产冷轧产品尤其是高端产品（如汽车板、极薄板等）在市场中的份额会越来越多，要保证高质量冷轧带材的稳定生产，对乳化液系统设备的完善、优化以及建立合理的乳化液选用、使用、维护体系是十分重要的途径；由于全球资源紧缺、环境破坏严重，乳化液系统在满足产品质量的同时，还要考虑做到节能环保，这就需要对润滑剂及润滑工艺作进一步的深入研究。总之，冷轧乳化液技术的进步和完善将是冷轧生产过程中一个永恒的“课题”。
参考文献
[1] 侯元新，轧制乳化液的分析与研究2008-2008年全国轧钢生产技术会议
[2] 黄彦峰，范文斌，孙立峰，乳化液性能指标对冷轧效果的影响《一重技术》 -2014年6期